О соответствии геологических данных и результатов датирования архейских пород U-Pb методом по циркону на примере Карельской провинции Балтийского щита

Исследованы цирконы палеомезоархейского и неоархейского комплексов пород Водлозерского домена Карельской провинции Балтийского щита. Изучены морфология, внутреннее строение цирконов, содержание в них РЗЭ, Li, Sr, Ba, Ti, Nb, Hf, Th, U. Цирконы тоналитов фундамента (древнее 3,1 млрд лет) имеют магматическое распределение РЗЭ (Yb/La 5500–3000, Ce/Ce* 12–17, Eu/Eu* 03–04). Они не образуются при кристаллизации более молодых пород, но присутствуют как ксеногенные наряду с собственными цирконами в жилах трондьемитов (2,9 млрд лет), в дайках габбро (3,02 млрд лет) и андезитов (2,92 млрд лет), секущих тоналиты фундамента. Базиты раннего комплекса (3,02 и 2,86 млрд лет) содержат цирконы без ядер с магматическим распределением РЗЭ (Yb/La 2300–800, Ce/Ce* 4–20, Eu/Eu* 0,05–0,8), отражают время кристаллизации, а по концентрациям Li и U/Yb–Y соответствуют цирконам континентальных базитов. Андезиты раннего комплекса из дайки в тоналитах фундамента обладают магматическим распределением РЗЭ, цирконы из силлов и покровов андезитов в зеленокаменных структурах изменены, их возраст отражает возраст метаморфизма (2,84–2,86 млрд лет). Породы неоархейского вулкано-плутонического комплекса района не содержат циркона, отражающего время их кристаллизации. Время их формирования определяется интервалом между кристаллизацией базитов 2 раннего комплекса (2,86 млрд лет) и внедрением поздних даек неоархейских базитов (2,72 млрд лет).

1. Арестова Н.А. Природа базальтов архейских зеленокаменных поясов Балтийского щита: источники и геодинамические режимы формирования (на основе анализа геохимических данных) // Регион. геология и металлогения. 2008. № 36. – С. 5–18.

2. Арестова Н.А., Чекулаев В.П., Лобач-Жученко С.Б., Кучеровский Г.А. Формирование архейской коры древнего Водлозерского домена, Балтийский щит // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2015. Т. 23. № 2. – С. 3–15.

3. Арестова Н.А., Чекулаев В.П., Матвеева Л.В. и др. Новые данные о возрасте архейских пород Водлозерского домена (Балтийский щит) и их значение для геодинамических реконструкций // Докл. РАН. 2012. Т. 442. № 1. – С. 67–73.

4. Геология и петрология архейского гранитно-зеленокаменного комплекса Центральной Карелии / ред. К.О. Кратц. – Л.: Наука, 1978. – 262 с.

5. Кучеровский Г.А., Арестова Н.А., Матвеева Л.В. и др. Геология и петрология и возраст архейских мафитовых даек в районе Палая Ламба // Современные проблемы магматизма и метаморфизма: Материалы Всерос. конф., посвящённой 150-летию академика Ф.Ю. Левинсона-Лессинга и 100-летию профессора Г.М. Саранчиной. – СПб.: СПбГУ, 2012. Т. 1. – С. 353–355.

6. Кучеровский Г.А. Моделирование условий образования Остерской интрузии габброанортозитов (Сегозерско-Ведлозерский зеленокаменный пояс, Водлозерский домен, Карелия) и основные геологические выводы // Материалы ХХIV конф. молодых учёных памяти К.О. Кратца. – Апатиты, 2013. – С. 59–62.

7. Лобач-Жученко С.Б., Чекулаев В.П., Арестова Н.А. и др. Архейские террейны Карелии: их геологическое и изотопно-геохимическое обоснование // Геотектоника. 2000. № 6. – С. 26–42.

8. Лобач-Жученко С.Б., Арестова Н.А., Чекулаев В.П. и др. Эволюция Южно-Выгозерского зеленокаменного пояса Карелии // Петрология. 1999. Т. 7. № 2. – С. 156–173.

9. Ранний докембрий Балтийского щита / ред. В.А. Глебовицкий. – СПб.: Наука, 2005. – 711 с.

10. Светов С.А., Назарова Т.Н., Светова А.И. и др. Мезоархейский андезитовый комплекс Остерской зеленокаменной структуры – новые результаты геохронологического изучения // Геология и полезные ископаемые Карелии. – Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013. Вып. 16. – С. 51–56.

11. Сергеев С.А., Матуков Д.И., Бибикова Е.В., ЛобачЖученко С.Б. Возраст пород и метаморфических процессов Водлозерского метаморфического комплекса Балтийского щита (по результатам анализа цирконов U-Th-Pb изотопным методом на ионном микрозонде SHRIMP II) // Геохимия. 2007. № 2. – С. 229–236.

12. Сергеев С.А., Лобач-Жученко С.Б., Арестова Н.А. и др. Возраст и геохимические особенности цирконов древних гранитоидов р. Выг (Юго-Восточная Карелия) // Геохимия. 2008. № 6. – С. 947–959.

13. Скублов С.Г., Лобач-Жученко С.Б., Гусева Н.С. и др. Распределение редких и редкоземельных элементов в цирконах из миаскитовых лампроитов панозерского комплекса Центральной Карелии // Геохимия. 2009. № 9. – С. 958–971.

14. Скублов С.Г., Марин Ю.Б., Галанкина О.Л. и др. Первая находка аномально (Y+REE)-обогащенных цирконов в породах Балтийского щита // Докл. РАН. 2011. Т. 441. № 6. – С. 792–799.

15. Чекулаев В.П., Арестова Н.А., Бережная Н.Г., Пресняков С.Л. Новые данные о возрасте древнейшей тоналит-трондьемитовой ассоциации Балтийского щита // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2009а. Т. 17. № 2. – С. 124–128.

16. Чекулаев В.П., Арестова Н.А., Лобач-Жученко С.Б., Сергеев С.А. Возраст даек в древних тоналитах Водлозерского террейна – ключ к эволюции базитового магматизма в архее Фенноскандинавского щита // Докл. РАН. 2009б. Т. 428. № 4. – С. 508–510.

17. Чекулаев В.П., Лобач-Жученко С.Б., Арестова Н.А. и др. Архейский магматизм северо-западной окраины древнего Водлозерского домена, район оз. Остер (геология, геохимия, петрология) // Петрология. 2002. Т. 10. № 2. – С. 138–167.

18. Belousova E.A., Griffin W.L., O’Reilly S.Y. Zircon crystal morphology, trace element signatures and Hf isotope composition as a tool for petrogenetic modeling: examples from Eastern Australian granitoids // J. Petrol. 2006. Vol. 47. No 2. – Р. 329–353.

19. Bouvier A.-S., Ushikabo T., Kita N.T. et al. Li isotopes as a petrogenetic tracer in zircon: insights from Archean TTG and Sanukitoids // Contrib. Min. Petrol. 2012. Vol. 163. – P. 745–768.

20. Cavosie A.J., Valley J.W., Wilde S.A., EIMF. Correlated microanalysis of zircon: trace element, δ18O and U-Th-Pb isotopic constraint on the igneous origin of complex > 3900 Ma detrital grains // Geochim. Cosmochim. Acta. 2006. Vol. 70. – P. 5601–5616.

21. Corfu F.J. M., Hanchar P.W., Hoskin O. Atlas of zircon textures // Rev. Mineral. Geochim. 2003. Vol. 53. – P. 468–500.

22. Grimes C., Ushikabo T., John B., Valley J.W. Uniformly mantle δ18O in zircons from oceanic plagiogranites and gabbros // Contrib. Mineral. Petrol. 2011. Vol. 161. No 1. – P. 13–33.

23. Grimes C., John B., Cheadle M. et al. On the occurrence, trace element geochemistry and crystallizaton of zircon from in situ ocean lithosphere // Contrib. Mineral. Petrol. 2009. Vol. 163. No 6. – P. 757–778.

24. Halden N.M., Hawthorne F.C., Campbell J.L. et al. Chemical characterisation of oscillatory zoning and overgrowths in zircon using 3 MeV μPIXE // Can. Mineral. 1993. Vol. 31. – P. 637–647.

25. Harrison T.M., Watson E.B., Aikman A.K. Temperature spectra of zircon crystallization in plutonic rocks // Geology. 2007. Vol. 35. – P. 635–638.

26. Hoskin P.W.O. Trace element composition of hydrothermal zircon and the alteration of Hadean zircon from the Jack Hills, Australia // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. Vol. 69. – P. 637–648.

27. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. The compositin of zircons and igneous and metamorphic petrogenesis / M.J. Hanchar, P.W.O. Hoskin (Ed) // Zircon Rev. Min. Geochim. 2003. Vol. 53. – P. 27–55.

28. Hoskin P.W.O, Ireland T.R. Rare earth element chemistry of zircon and its use as a provenance indicator // Geology. 2000. Vol. 28. – P. 627–630.

29. Lobach-Zhuchenko S.B., Chekulaev V.P., Sergeev S.A. et al. Archaean rocks from Southeastern Karelia (Karelian granite-greenstone terrain) // Precambr. Res. 1993. Vol. 62. – P. 375–397.

30. Sun S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes / Eds A.D. Saunders, M.J. Norry // Magmatism in the ocean basins. Geol. Society. Spec. Publ. 1989. Vol. 42. – P. 313–345.

31. Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile // Contrib. Mineral. Petrol. 2006. Vol. 158. – P. 413–433.